Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Nahrungsmittelindustrie geh\u00f6rt zu den Hauptquellen umweltrelevanter Emissionen. Es fallen Abw\u00e4sser mit hohen Gehalten an organischen Verbindungen und Geruchsemissionen an. Dar\u00fcber hinaus entstehen h\u00e4ufig feste und past\u00f6se R\u00fcckst\u00e4nde. Die Abwasser- und Abfallproblematik wird h\u00e4ufig durch End-of-pipe-Techniken angegangen – Verwertungstechniken sind bislang kaum verbreitet. In Deutschland werden j\u00e4hrlich in etwa 430 Betrieben ca. 26,4 Mio. t Milch verarbeitet. Dabei anfallende 40 Mio. m3 Abwasser entsprechen einer j\u00e4hrlichen CSB-Fracht von 100.000 t und einer BSB5-Fracht von 60.000 t. F\u00fcr einen Molkereibetrieb, der italienische K\u00e4sespezialit\u00e4ten produziert, sollte die Abwasserfracht deutlich reduziert werden. Beispielhaft sollte gezeigt werden, dass es m\u00f6glich ist, durch Ultrafiltration die Schadstofffracht einzelner Abwasserstr\u00f6me um 50 – 70 % zu reduzieren, Prozesswasser aufzubereiten und die Ausbeute an Wertprodukten zu erh\u00f6hen. Es sollten die Stoffstr\u00f6me eines Molkereibetriebes ana-lysiert werden. Ein Prozesswasserbehandlungssystem basierend auf Ultrafiltration sollte mit einer Demonstrationsanlage umgesetzt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst erfolgte eine Analyse der vorhandenen Stoffstr\u00f6me mit der Bewertung derselben. Darauf aufbauend wurde ein Gesamtkonzept zur Schlie\u00dfung von Wasserkreisl\u00e4ufen, einer ver\u00e4nderten Abwasserbehandlung sowie zur Reduzierung des Dampf- und Energieverbrauchs erstellt. Sowohl zur Schlie\u00dfung von Wasserkreisl\u00e4ufen als auch in Teilbereichen der Abwasserbehandlung wurde die Unterdruck-Ultrafiltration in einer Demonstrationsanlage\/Pilotanlage angewendet. Auf Grundlage der erzielten Ergebnisse wurde der Prozess optimiert. Abschlie\u00dfend erfolgte eine Bewertung der Ergebnisse sowie der Praxistauglichkeit des Konzepts. Das Projekt wurde von einem wissenschaftlichen Beirat begleitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die belastenden Stoffe im Molkereiabwasser bestehen fast ausschlie\u00dflich aus Milch- und Milchfolgeprodukten. Diese lassen sich aufkonzentrieren und einer landwirtschaftlichen oder energetischen Verwertung, z.B. in Biogasanlagen, zuf\u00fchren. Dadurch gelangen wesentlich weniger belastende Stoffe mit dem Abwasser in die Kl\u00e4ranlage. Es wurde die Anwendbarkeit der Ultrafiltration f\u00fcr diese Aufkonzentration demonstriert, die vom Energieeintrag her deutlich g\u00fcnstiger als z. B. die Umkehrasmose oder die Eindampfung ist. <\/p>\n
Durch verschiedene Ma\u00dfnahmen konnte der Abwasseranfall um 8 Prozent und die Abwasserfracht um 37 Prozent reduziert werden. Die Reduktion der CSB-Fracht behandelter Wasserstr\u00f6me um durchschnittlich 60-70 % erf\u00fcllt die Zielvorgaben des Projektantrages.<\/p>\n
Durch die Installation der Unterdruck-Ultrafiltration zur Konzentrierung der Molke bei der Ricottaproduktion konnten erhebliche Mengen an Abwasser und Heizenergie eingespart werden.
\nDie technische Machbarkeit des K\u00fchlwannenwasserrecycling konnte gezeigt werden. Die Organikbelastung der K\u00fchlbadfl\u00fcssigkeit konnte durch Ultrafiltration weitestgehend entfernt werden. In Kombination mit einer Feinstfiltration (Polizeifilter) wurde die f\u00fcr Trinkwasser zul\u00e4ssige Keimzahl um den Faktor 10 unterschritten. Inwieweit diese Prozesswasserpflege den Vorschriften der TVO unterliegt, muss zun\u00e4chst gekl\u00e4rt werden. Diskutiert wird die Notwendigkeit zur Aufbereitung von Prozesswasser zu Trinkwasser f\u00fcr solche Prozessb\u00e4der, die in der Produktion wieder eingesetzt werden. Dabei ist auszuschlie\u00dfen, dass das aufbereitete Prozesswasser die Sicherheit und Gesundheit der Lebensmittel beeintr\u00e4chtigt. Auf eine origin\u00e4re Wiedernutzung des gereinigten K\u00fchlwassers im Produktionsprozess oder als Sp\u00fclwasser wurde zun\u00e4chst verzichtet.
\nDie erzeugten Konzentrate zeigen in Einzelg\u00e4rversuchen eine gute Verg\u00e4rbarkeit und eignen sich als Co-Substrat in der Erzeugung von Biogas.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilergebnisse wurden im Rahmen von Vortr\u00e4gen und Publikationen pr\u00e4sentiert:
\n–\tWirtschaftliche Ma\u00dfnahmen und Technologien zur Wassereinsparung in der Lebensmittelindustrie: Getr\u00e4nkeherstellung, Milch- und Fleischverarbeitung; Kapitel 6: Milchverarbeitung; chip GmbH & Zentrum f\u00fcr Entsorgungstechnik und Kreislaufwirtschaft; November 2001
\n–\tAbwasserreduzierung in Molkereibetrieben; Dipl.-Ing. (FH) Maik Geerken, Dipl.-Ing. Josef Robert; Deutsche Molkerei Zeitung; B 2255 D; April 2002; S. 23-26
\n–\tVortrag Wassereinsparung in der Lebensmittelindustrie im Rahmen der Ringvorlesung des Studienganges Umwelttechnik und Ressourcenmanagement; Dipl.-Ing. Josef Robert; Ruhr-Universit\u00e4t Bochum; 28. Mai 2002
\n–\tVortrag Water Re-use In Practice: closed loop in food industry, waste water reduction in composting plants, municipal waste water re-use for irrigation purposes; Dipl.-Ing. Maruan Issa; Euro-Arab 2002; 10.
\n– 12.10.2002; Rostock
\nWeitere Vortr\u00e4ge und Ver\u00f6ffentlichungen sind geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die stark zunehmende Anzahl von Biogasanlagen in Deutschland er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, belastete Abw\u00e4sser der Lebensmittel- und Molkereiindustrie zu verwerten. Voraussetzung ist eine betriebssichere und kosteng\u00fcnstige Konzentrierung der organischen Abwasserinhaltsstoffe.
\nDie Unterdruck-Ultrafiltration hat sich als geeignete Methode zur Konzentrierung von Teilstr\u00f6men von Molkereiabwasser und -prozesswasser herausgestellt. Eine Minderung der CSB-Werte um ca. 70 % ist m\u00f6glich.
\nDie Unterdruckbetriebsweise bringt neben der Erh\u00f6hung der Filtrationsleistung deutliche Vorteile hinsichtlich der Filterstabilit\u00e4t. Sie ist steigert grunds\u00e4tzlich die Effektivit\u00e4t der Ultrafiltration und soll nach Projektbeschluss auch an anderen Anlagen getestet und bewertet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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